سنتز هیدروکسید دوتایی لایه ای نیکل-آهن با مساحت سطح بالا جهت استفاده بعنوان الکتروکاتالیست اکسایش آب در محیط خنثی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی ، دانشکده علوم، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

2 گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

در کار حاضر، هیدروکسید دوتایی لایه ای نیکل-آهن به روش هیدروترمال سنتز گردید. الکتروکاتالیزگر سنتز شده با استفاده از روشهای الگوی پراش اشعه ایکس، طیف سنجی مادون قرمز، جذب و واجذب نیتروژن و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل، سنتز الکتروکاتالیزگر با مساحت سطح بالا را تایید کرد. در مرحله بعد فعالیت الکتروکاتالیزگری نمونه سنتز شده با قطره گذاری نمونه روی کربن شیشه ای در حضور محلول بافری خنثی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ولتامتری حاکی از کاهش پتانسیل شروع اکسایش و پتانسیل مازاد هیدروکسید دوتایی لایه ای نیکل-آهن سنتز شده به روش هیدروترمال، در مقایسه با هیدروکسید دوتایی لایه ای نیکل-آهن سنتز شده به روش همرسوبی می باشد. مساحت سطح بالا، پتانسیل مازاد کم، پایداری بالا و تکرار پذیری از ویژگیهای برجسته این الکتروکاتالیزگر می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Preparation of Ni-Fe-layered double hydroxide with high surface area as electrocatalyst for water oxidation in neutral media

نویسندگان [English]

  • Leila Jafari Foruzin 1
  • Zolfaghar Rezvani 1
  • Kamelia Nejati 2
1 Department of Chemistry, Faculty of Science, Shahid Madani University of Azerbaijan, Tabriz, Iran
2 Department of Chemistry, Payam Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In the present work, nickel-iron layered double hydroxide was prepared by the hydrothermal method. The synthesized electrocatalyst was studied using X-ray diffraction pattern, infrared spectroscopy, nitrogen absorb-desorption, and scanning electron microscopy. The results confirmed the synthesis of a high surface area electrocatalyst. In the next step, the electrocatalytic activity of the synthesized sample was investigated by dropping the sample on the glassy carbon electrode at neutral media. The voltammetric results show a decrease in the onset potential and overpotential of hydrothermal nickel-iron layered double hydroxide in compared to the nickel-iron layered double hydroxide which was synthesized by the co-precipitation method. High surface area, low onset potential, high stability, and repeatability are the prominent features of this electrocatalyst.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Layered double hydroxide
  • Water oxidation
  • Hydrothermal
  • Electrochemical

مراجع

[1] S. Chu and A. Majumdar, nature, 488 (2012) 294.
[2] Y. Zhao, R. Nakamura, K. Kamiya, S. Nakanishi and K. Hashimoto, Nature Commun., 4 (2013) 2390.
[3] M. Nozari-asbmarz, M. Amiri, A. Bezaatpour, S. Arshi, J. Appl. Chem., 16 (2021) 137, in Persian.
[4] Y. Shi and B. Zhang, Chem. Soc. Rev., 45 (2016) 1529.
[5] S. Anantharaj, S.R. Ede, K. Sakthikumar, K. Karthick, S. Mishra and S. Kundu, Acs Catal., 6 (2016) 8069.
[6] Y. Lee, J. Suntivich, K.J. May, E.E. Perry and Y. Shao-Horn, J. phys. Chem. lett., 3 (2012) 399.
[7] H. Tüysüz, Y.J. Hwang, S.B. Khan, A.M. Asiri and P. Yang, Nano Res., 6 (2013) 47.
[8] L. Trotochaud, J.K. Ranney, K.N. Williams and S.W. Boettcher, J. Am. Chem. Soc., 134 (2012) 17253.
[9] X. Zhao, Y. Zhang, S. Xu, X. Lei and F. Zhang, J. Phys. Chem., 116 (2012) 5288.
[10] L.-J. Zhou, X. Huang, H. Chen, P. Jin, G.-D. Li and X. Zou, Dalton Trans., 44 (2015) 11592.
[11] F. Beigi, F. Manteghi, J. Appl. Chem., 15 (2020) 299, in Persian.
[12] X. Zhang, Y. Zhao, Y. Zhao, R. Shi, G.I. Waterhouse and T. Zhang, Adv. Energy Mater., 9 (2019) 1900881.
[13] Y. Zhang, B. Cui, C. Zhao, H. Lin and J. Li, Phys. Chem. Chem. Phys., 15 (2013) 7363.
[14] F. Song and X. Hu, J. Am. Chem. Soc., 136 (2014) 16481.
[15] C. Dong, X. Yuan, X. Wang, X. Liu, W. Dong, R. Wang, Y. Duan and F. Huang, J. Mater. Chem., 4 (2016) 11292.
[16] R. Li, Y. Liu, H. Li, M. Zhang, Y. Lu, L. Zhang, J. Xiao, F. Boehm and K. Yan, Small Methods, 3 (2019) 1800344.
[17] Y. Yang, L. Dang, M.J. Shearer, H. Sheng, W. Li, J. Chen, P. Xiao, Y. Zhang, R.J. Hamers and S. Jin, Adv. Energy Mater., 8 (2018) 1703189.
[18] Y. Wang, T. Wang, R. Zhang, Q. Liu, Y. Luo, G. Cui, S. Lu, J. Wang, Y. Ma and X. Sun, Inorg. Chem., 59 (2020) 9491.
[19] X. Yu, J. Liu, W. Yin, T. Wang, L. Quan, Y. Ran, J. Cui, L. Wang and Y. Zhang, Appl. Surf. Sci. 492 (2019) 264.
[20] K. Fan, H. Chen, Y. Ji, H. Huang, P.M. Claesson, Q. Daniel, B. Philippe, H. Rensmo, F. Li, Y. Luo and L. Sun, Nature Commun., 7 (2016) 11981.
[21] C.C. McCrory, S. Jung, I.M. Ferrer, S.M. Chatman, J.C. Peters and T.F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc., 137 (2015) 4347.
[22] R. Chen, G. Sun, C. Yang, L. Zhang, J. Miao, H. Tao, H. Yang, J. Chen, P. Chen and B. Liu, Nanoscale Horiz., 1 (2016) 156.
[23] K.S. Joya, Y.F. Joya, H.J.M. de Groot, Adv. Energy Mater., 4 (2014) 1301929.
[24] Z. Lu, W. Xu, W. Zhu, Q. Yang, X. Lei, J. Liu, Y. Li, X. Sun and X. Duan, Chem. commun., 50 (2014) 6479.
[25] J. Song, M. Leng, X. Fu and J. Liu, J. alloys compd., 543 (2012) 142.
[26] K. Nejati, Z. Rezvani, N. Jarolmasjed and M. Saati, J. Appl. Chem., 9 (2014) 87, in Persian.
[27] S. Sanati and Z. Rezvani, Ultrason. Sonochem., 48 (2018) 199.
[28] F. Khodam, Z. Rezvani and A.R. Amani-Ghadim, J. Ind. Eng. Chem., 21 (2015) 1286.
[29] L. Jafari Foruzin and Z. Rezvani, Ultrason. Sonochem., 64 (2020) 104919.
[30] Z. Lu, W. Xu, W. Zhu, Q. Yang, X. Lei, J. Liu, Y. Li, X. Sun, X. Duan, Chem. Commun., 50 (2014) 6479.
[31] L.-J. Zhou, X. Huang, H. Chen, P. Jin, G.-D. Li, X. Zou, Dalton Trans., 44 (2015) 11592.
[32] S.H. Kim, Y.S. Park, C. Kim, I.Y. Kwon, J. Lee, H. Jin, Y.S. Lee, S.M. Choi, Y. Kim, Energy Reports, 6 (2020) 248.
[33] D.-c. Xia, L. Zhou, S. Qiao, Y. Zhang, D. Tang, J. Liu, H. Huang, Y. Liu, Z. Kang, Mater. Res. Bull., 74 (2016) 441.
[34] L. Jafari Foruzin, Z. Rezvani, B. Habibi, Appl. Clay Sci., 188 (2020) 105511.
[35] L.J. Foruzin, B. Habibi, Z. Rezvani, New J. Chem., 42 (2018) 13963.
[36] L.J. Foruzin, Z. Rezvani, Y.H. Shishavan, B. Habibi, Int. J. Hydrogen Energy, 43 (2018) 150.
[37] R. Chen, G. Sun, C. Yang, L. Zhang, J. Miao, H. Tao, H. Yang, J. Chen, P. Chen, B. Liu, Nanoscale Horizons, 1 (2016) 156.
شیمى کاربردى روز
دوره 17، شماره 64
مهر 1401
صفحه 45-54

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار